Salvando obstáculos por el Internet de las Cosas

Los sistemas de localización de dispositivos que se engloban dentro del paradigma de Internet de las Cosas (IoT) están alcanzando una alta popularidad, tanto en el ámbito de la investigación como en entornos industriales y comerciales. No obstante, cuando se pretende implementar un sistema de localización de dispositivos IoT en exterior se suele emplear un Sistema Global de Navegación Satélite (GNSS); sin embargo, debido a la dificultad que tienen las ondas electromagnéticas a la hora de atravesar las paredes y techos de los edificios, los sistemas satelitales no ofrecen una precisión adecuada en interiores. Por lo tanto, no pueden ser empleados en aplicaciones como localización, navegación o guiado de personas en estos entornos. Se trata, por ejemplo, de sistemas que comprenden desde el guiado a través de grandes y complejos edificios como puede ser en entornos aeroportuarios, hasta soluciones de marketing contextual desplegadas en entornos de 'retail' o centros comerciales.

Con el objetivo de solucionar ese problema, el investigador José A. López Pastor ha dedicado su tesis doctoral, en la Universidad Politécnica de Cartagena, al desarrollo de 'Nuevos sistemas de localización indoor de dispositivos IoT'. Lo ha hecho, además, de la mano de la empresa murciana Neuromobile, dedicada al desarrollo de soluciones de marketing tecnológico, por lo que el trabajo ha contado con un importante componente aplicado.

«Se puede decir que el resultado más destacado es que hemos diseñado, implementado y validado «nuevos sistemas de localización de 'smartphones' en interiores de edificios, lo que nos han permitido mejorar los algoritmos que usamos en la empresa», afirma López Pastor. Esto se ha traducido en soluciones más versátiles y con una mayor precisión. «Hemos ganado así competitividad y ofrecemos mejores soluciones que otras empresas del sector a nivel internacional», asegura.

Al no poder emplear los sistemas de localización satelitales, el trabajo ha desarrollado diversas propuestas empleando las redes WiFi ya instaladas en estos edificios que permiten la localización de dispositivos IoT en entornos 'indoor'. Existen propuestas que emplean tecnologías tan diversas como imagen, radiofrecuencia, sensores inerciales, sensores de campo magnético, e incluso señales acústicas, pero se trata de propuestas muy complejas que no tienen utilidad. En concreto, en esta tesis, se han centrado en los sistemas basados en radiofrecuencia, dado que se trata de los más ampliamente utilizados.

Y es que, dentro de los sistemas basados en radiofrecuencia, dependiendo de la infraestructura empleada y del propósito del mismo, se pueden usar diferentes tecnologías para su funcionamiento, entre ellas destacan: WiFi o Blueetooth Low Energy.

Como explica José A. López, la tecnología WiFi ha sido una de las predominantes a la hora de implementar los sistemas de localización en interiores, sobre todo en grandes edificios con gran número de visitantes como son aeropuertos, centros comerciales, museos, etc. «Esto se debe a que en este tipo de instalaciones suele existir una amplia red WiFi desplegada para dotar de conectividad a los visitantes. Algo que a su vez se puede emplear para la generación de sistemas de localización, ahorrando así el despliegue de nueva infraestructura».

No en vano, el coste del despliegue de infraestructura, incluyendo equipos, cableado, ingeniería, etc., suele ser una de las tareas más costosas dentro de cualquier proyecto de ingeniería. Es por ello que se tiende a reutilizar las redes WiFi existentes dotándolas de otras funcionalidades, además de la propia de conectividad.

En este caso, el trabajo ha puesto el foco en los teléfonos inteligentes debido a su gran proliferación, ya que la mayoría de personas lleva consigo uno, o incluso varios, por lo que se partía de la idea de que, si un sistema es capaz de detectar la presencia y movimientos de dispositivos IoT del tipo 'smartphone', se puede decir que el sistema es capaz de detectar el movimiento de las personas. Además, con la ventaja añadida de que se trata de un sistema de localización activo, es decir, que el propio dispositivo es el encargado de escanear las redes WiFi que tiene a su alrededor cuando se encuentra en un edificio donde desea ser localizado.

Por el contrario, la desventaja de los sistemas activos es que requieren de la participación de los usuarios. «Los 'smartphones' por si solos no son capaces de escanear los AP ni de enviar la información a los servidores donde se implementan los algoritmos de localización, por lo que se requiere de la instalación de una app que lleve a cabo estas tareas», advierte el autor de la tesis. Por el contrario, tienen la ventaja de que una vez localizado e identificado el dispositivo se puede interactuar con él. «Es decir, al ser una aplicación instalada en un 'smartphone', sobre el servicio de localización se pueden implementar otra serie de funcionalidades relacionadas con marketing contextual, guiado y navegación, etc. Además, aunque supone un uso más intensivo de la batería, se puede hacer uso de los sensores inerciales y otro tipo de sensores del dispositivo que permiten obtener una mejora en la precisión del sistema de localización», añade.

En definitiva, se ha conseguido diseñar, implementar y validar nuevos sistemas de localización de 'smartphones' en interiores de edificios, lo que ha permitido mejorar los algoritmos que se utilizan en Neuromobile. El ya doctor por la UPCT asegura que «esto se ha traducido en soluciones más versátiles y con una mayor precisión. Hemos ganado así competitividad y ofrecemos mejores soluciones que otras empresas del sector a nivel internacional. Pero lo más destacado ha sido que se ha llevado la investigación y la ciencia a soluciones concretas de una empresa».

De hecho, insiste en que la parte más importante del trabajo ha sido la puesta en marcha en un entorno real. «Hemos podido validar la tecnología en un entorno real, y eso es algo que no siempre se puede realizar en un proyecto científico. A menudo se necesita varios proyectos y varias iteraciones para llegar desde la idea, el diseño inicial, las pruebas de concepto, etc., hasta llegar a la implementación final. En este proyecto hemos podido realizar todas las fases y la solución se encuentra funcionando en entornos reales».

El proyecto ha contado con público-privada, por un lado, de la empresa Neuromobile y, por otro lado, por el Ministerio de Ciencia e Innovación a través de su convocatoria de ayudas para la realización de Doctorados Industriales.

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